一种车载POS终端嵌入式MCU软硬件架构设计方法与流程

一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法
技术领域
1.本发明软硬件系统架构技术领域，提供一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法。

背景技术：

2.由于公交车载pos终端在全国各地的业务需求都不一样，因此嵌入式mcu软硬件需要灵活的软硬件架构，来满足不同的业务场景需求。目前，针对公交车载pos终端的应用软件可移植性、可扩展性和可复用性较差，对于不同需求和不同业务场景需要重新开发或大部分改造，软件开发和维护成本很高。

技术实现要素：

3.本发明主要解决现有技术的针对公交车载pos终端的应用软件可移植性、可扩展性和可复用性较差，对于不同需求和不同业务场景需要重新开发或大部分改造，软件开发和维护成本很高技术问题，提出一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，以达到提高车载pos终端的应用软件可移植性、可扩展性和可复用性，降低软件开发和维护成本的目的。
4.本发明提供了一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，包括：将车载pos终端mcu软硬件架构从下到上依次分为：硬件层、芯片驱动层、板级支持及操作系统层、适配层、中间层、业务层六个层次；所述硬件层，包括mcu芯片及车载pos终端电子元器件；所述芯片驱动层，包括与所述mcu芯片配套的驱动层库程序，用于驱动mcu芯片；所述板级支持及操作系统层，包括板级支持程序和微操作系统程序；所述板级支持程序中包括用于保持板级支持的函数方法，当更换芯片后，所述板级支持程序中的函数方法体内调用对应的所述驱动层库程序以变更板级程序支持；所述操作系统层，包括微操作系统程序，用于mcu任务调度；所述适配层，包括适配层程序，用于封装所述板级支持程序中的函数方法和所述微操作系统程序；所述中间层，包括中间层程序，用于避免所述驱动层库程序、微操作系统程序及适配层程序变化对业务层程序产生影响；所述业务层，包括业务程序，所述业务程序直接调用中间层程序；所述六个层次的上一层仅依赖下一层，不存在跨层级依赖。
5.进一步地，所述业务层核心业务功能包括：ic卡交易、二维码交易、固件升级、开机自检及切换线路/站点；所述硬件层，包括：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块、系统接口模块及驱动接口模块。
6.进一步地，所述业务层的ic卡交易功能对所述中间层的依赖分别为：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块和系统接口模块；所述射频接口模块、psam接口模块和通讯接口模块对所述适配层的依赖为所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖为微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。
7.进一步地，所述业务层的二维码交易功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口
模块、驱动接口模块和系统接口模块；所述通讯接口模块和驱动接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。
8.进一步地，所述业务层的固件升级功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；所述通讯接口模块和驱动接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。
9.进一步地，所述业务层的开机自检功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；所述通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。
10.进一步地，所述业务层的切换线路/站点功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块和系统接口模块；通讯接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。
11.本发明提供的一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，通过层次化的mcu软件框架思想，将程序划分为多个层次，降低程序耦合性，使得业务层代码无需改动，改变板级支持代码以及中间层代码即可解决此类问题，实现提高车载pos终端的应用软件可移植性、可扩展性和可复用性，降低软件开发和维护成本的目的。
附图说明
12.图1是本发明提供的车载pos终端嵌入式mcu软硬件的架构示意图。
具体实施方式
13.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
14.如图1所示，本发明实施例提供的一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，包括：将车载pos终端mcu软硬件架构从下到上依次分为：硬件层、芯片驱动层、板级支持及操作系统层、适配层、中间层、业务层六个层次；硬件层，包括mcu芯片及车载pos终端电子元器件；芯片驱动层，包括与mcu芯片配套的驱动层库程序，用于驱动mcu芯片；板级支持及操作系统层，包括板级支持程序和微操作系统程序；板级支持程序中包括用于保持板级支持的函数方法，当更换芯片后，板级支持程序中的函数方法体内调用对应的驱动层库程序以变更板级程序支持；操作系统层，包括微操作系统程序，用于mcu任务调度；适配层，包括
适配层程序，用于封装板级支持程序中的函数方法和微操作系统程序；中间层，包括中间层程序，用于避免所述驱动层库程序、微操作系统程序及适配层程序变化对业务层程序产生影响；业务层，包括业务程序，业务程序直接调用中间层程序；六个层次的上一层仅依赖下一层，不存在跨层级依赖。
15.具体而言，如图1所示，针对车载pos终端的嵌入式mcu软件架构，应对复杂且多变的业务场景，根据业务需求将代码进行层次化处理，对软件架构进行阐述和保护。本架构分为6层，从下到上依次为硬件层、芯片驱动层、板级支持和操作系统层、适配层、中间层及业务层。
16.1、硬件层：mcu芯片及外围电子元器件组成的电路，电子元器件是与车载pos终端有关的器件。
17.2、芯片驱动层：驱动层库代码是与mcu芯片配套的，由芯片厂家提供，不同芯片的驱动层库代码不同。
18.3、板级支持和操作系统层：
19.3.1、板级支持代码是针对某个具体型号的芯片而进行定制的，尽管芯片型号不同，可以保持板级支持代码的函数方法名称，入参，出差不变。函数方法体内调用驱动层库代码完成指定功能，芯片替换后函数方法体内调用对应的驱动层库代码完成该功能。
20.3.2、微操作系统代码是mcu任务调度的核心，常用的有freertos，rthread，ucosii等，在软件实现中，切换微操作系统也是不会影响业务层代码。
21.4、适配层代码，将板级支持的方法和微操作系统代码做封装，即便板级支持代码函数方法变更或切换微操作系统代码，也不会影响业务层代码。
22.5、中间层代码，是业务层和适配层中间的层级，主要作用是对于业务功能的过度，避免驱动适配层代码和操作系统适配层代码变化对业务层代码的过度影响。
23.6、业务层代码，不直接调用板级支持代码和微操作系统代码，直接调用中间层代码。即便复杂的业务，mcu芯片替换或切换微操作系统，只要业务逻辑不变化，均不需要修改业务层代码。在业务层代码变更的情况下，也不需要改变下一层的代码。将代码结构充分解耦，上层代码仅依赖下一层的代码，不会跨层级依赖。
24.本实施例中，业务层核心业务功能包括：ic卡交易、二维码交易、固件升级、开机自检及切换线路/站点；硬件层，包括：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块、系统接口模块及驱动接口模块。
25.具体而言，如图1所示，本实施例中的车载pos终端的组成包括：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块、系统接口模块及驱动接口模块。mcu软件的业务层核心业务功能是ic卡交易和二维码交易，辅助功能有固件升级，开机自检，切换线路/站点。
26.本实施例中，业务层的ic卡交易功能对中间层的依赖分别为：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块和系统接口模块；射频接口模块、psam接口模块和通讯接口模块对适配层的依赖为适配层程序；系统接口模块对适配层的依赖为微操作系统程序；适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对板级支持程序依赖；适配层中封装的微操作系统程序对微操作系统程序依赖。
27.具体而言，如图1所示，业务层的ic卡交易功能，对中间层的依赖分别是射频接口模块，psam接口模块，通讯接口模块和系统接口模块。射频接口模块，psam接口模块和通讯
接口模块对适配层的依赖是驱动适配代码；系统接口模块对适配层的依赖是操作系统适配代码。驱动适配代码是对板级支持层的板级支持代码依赖；操作系统适配代码对操作系统层的微操作系统代码依赖。
28.本实施例中，业务层的二维码交易功能对中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是适配层程序；系统接口模块对适配层的依赖是适配层中封装的微操作系统程序；适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对板级支持程序依赖；适配层中封装的微操作系统程序对微操作系统程序依赖。
29.具体而言，如图1所示，业务层的二维码交易功能，对中间层的依赖分别是通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块。通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是驱动适配代码；系统接口模块对适配层的依赖是操作系统适配代码。驱动适配代码是对板级支持层的板级支持代码依赖；操作系统适配代码对操作系统层的微操作系统代码依赖。
30.本实施例中，业务层的固件升级功能对中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是适配层程序；系统接口模块对适配层的依赖是适配层中封装的微操作系统程序；适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对板级支持程序依赖；适配层中封装的微操作系统程序对微操作系统程序依赖。
31.具体而言，如图1所示，固件升级功能，对中间层的依赖分别是通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块。通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是驱动适配代码；系统接口模块对适配层的依赖是操作系统适配代码。驱动适配代码是对板级支持层的板级支持代码依赖；操作系统适配代码对操作系统层的微操作系统代码依赖。
32.本实施例中，业务层的开机自检功能对中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是适配层程序；系统接口模块对适配层的依赖是适配层中封装的微操作系统程序；适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对板级支持程序依赖；适配层中封装的微操作系统程序对微操作系统程序依赖。
33.具体而言，如图1所示，开机自检功能，对中间层的依赖分别是通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块。通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是驱动适配代码；系统接口模块对适配层的依赖是操作系统适配代码。驱动适配代码是对板级支持层的板级支持代码依赖；操作系统适配代码对操作系统层的微操作系统代码依赖。
34.本实施例中，业务层的切换线路/站点功能对中间层的依赖分别为：通讯接口模块和系统接口模块；通讯接口模块对适配层的依赖是适配层程序；系统接口模块对适配层的依赖是适配层中封装的微操作系统程序；适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对板级支持程序依赖；适配层中封装的微操作系统程序对微操作系统程序依赖。
35.具体而言，如图1所示，切换线路/站点功能，对中间层的依赖分别是通讯接口模块和系统接口模块。通讯接口模块对适配层的依赖是驱动适配代码；系统接口模块对适配层的依赖是操作系统适配代码。驱动适配代码是对板级支持层的板级支持代码依赖；操作系统适配代码对操作系统层的微操作系统代码依赖。
36.有益效果：
37.本发明在业务层代码逻辑没有变化的情况下，芯片替换后，直接修改板级支持代码，无需调整适配层、中间层和业务层的代码；如果业务逻辑发生变化，针对业务层代码进行调整，无需调整业务层以下的代码，使得业务逻辑和底层代码松耦合，方便开发维护。降低开发维护成本，提高效率。
38.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法包括：将车载pos终端mcu软硬件架构从下到上依次分为：硬件层、芯片驱动层、板级支持及操作系统层、适配层、中间层、业务层六个层次；所述硬件层，包括mcu芯片及车载pos终端电子元器件；所述芯片驱动层，包括与所述mcu芯片配套的驱动层库程序，用于驱动mcu芯片；所述板级支持及操作系统层，包括板级支持程序和微操作系统程序；所述板级支持程序中包括用于保持板级支持的函数方法，当更换芯片后，所述板级支持程序中的函数方法体内调用对应的所述驱动层库程序以变更板级程序支持；所述操作系统层，包括微操作系统程序，用于mcu任务调度；所述适配层，包括适配层程序，用于封装所述板级支持程序中的函数方法和所述微操作系统程序；所述中间层，包括中间层程序，用于避免所述驱动层库程序、微操作系统程序及适配层程序变化对业务层程序产生影响；所述业务层，包括业务程序，所述业务程序直接调用中间层程序；所述六个层次的上一层仅依赖下一层，不存在跨层级依赖。2.根据权利要求1所述的车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述业务层核心业务功能包括：ic卡交易、二维码交易、固件升级、开机自检及切换线路/站点；所述硬件层，包括：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块、系统接口模块及驱动接口模块。3.根据权利要求2所述的车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述业务层的ic卡交易功能对所述中间层的依赖分别为：射频接口模块、psam接口模块、通讯接口模块和系统接口模块；所述射频接口模块、psam接口模块和通讯接口模块对所述适配层的依赖为所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖为微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。4.根据权利要求2所述的车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述业务层的二维码交易功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；所述通讯接口模块和驱动接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。5.根据权利要求2所述的车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述业务层的固件升级功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；所述通讯接口模块和驱动接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统
接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。6.根据权利要求2所述的车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述业务层的开机自检功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块、驱动接口模块和系统接口模块；所述通讯接口模块和驱动接口模块对适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。7.根据权利要求2所述的车载pos终端嵌入式mcu软硬件架构设计方法，其特征在于，所述业务层的切换线路/站点功能对所述中间层的依赖分别为：通讯接口模块和系统接口模块；通讯接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层程序；所述系统接口模块对所述适配层的依赖是所述适配层中封装的微操作系统程序；所述适配层中封装的板级支持程序中的函数方法对所述板级支持程序依赖；所述适配层中封装的微操作系统程序对所述微操作系统程序依赖。

技术总结

本发明涉及软硬件系统架构技术领域，提供一种车载POS终端嵌入式MCU软硬件架构设计方法，包括：将车载POS终端MCU软硬件架构从下到上依次分为：硬件层、芯片驱动层、板级支持及操作系统层、适配层、中间层、业务层六个层次。本发明通过层次化的MCU软件框架思想，在业务层代码逻辑没有变化的情况下，芯片替换后，直接修改板级支持代码，无需调整适配层、中间层和业务层的代码；如果业务逻辑发生变化，针对业务层代码进行调整，无需调整业务层以下的代码，使得业务逻辑和底层代码松耦合，方便开发维护，提高效率，实现提高车载POS终端的应用软件可移植性、可扩展性和可复用性，降低软件开发和维护成本的目的。发和维护成本的目的。发和维护成本的目的。